浅析企业10 kV 高压线路及设备故障原因与防范措施

李 峰

（太钢不锈钢股份有限公司焦化厂， 山西 太原 030003）

10 kV 供配电线路属于电网末端， 它直接与用户相连， 是整个电网系统中十分重要的一部分。 工矿企业大多采用10 kV 线路进行供电， 供电质量的好坏和高压设备能否稳定运行直接影响企业的生产效率和经济效益的高低。 影响供电质量和高压电气设备的安全稳定运行涉及到诸多因素， 大致包括管理因素和环境因素， 其中环境因素又包括10 kV 配电线路的自身因素、 自然因素、 人为因素等。 因此， 应制定高压线路及设备安全运行的管理措施，规范运行维护人员的标准化操作并且提高运维人员的安全意识。 通过科学的管理措施， 如标准化作业和周期性绝缘耐压试验， 可避免绝大多数高压线路和高压设备故障的发生， 从而提升企业10 kV 线路供电质量和确保高压设备稳定运行。

1 10 kV 高压线路及设备故障原因分析

1.1 影响10 kV高压线路及设备稳定运行管理因素

“ 两票” 制度是指工作票制度和操作票制度。在《 电力安全工作规程》 里有明确要求。 工作票有第一种工作票、 第二种工作票、 带电作业工作票、事故抢修票等。 操作票要把操作步骤和操作位置写清楚， 采用手指口述的方法， 一人“ 唱票”， 一人执行操作。“ 两票”制度可以有效确保检修安全和操作安全。

1.1.1 未按规定对电缆耐压试验造成电缆绝缘击穿

某降压站值班员发现站内10 kV II 段母线B 相实接地。 根据接地选检判断为焦化2# 线接地， 电力调度让焦化厂检查内部分路有无故障， 要求其并倒电退出焦化2# 线。 并倒电后降压站10 kV II 段母线接地故障消除， 经检查焦化2# 线电缆有一条故障退出。 焦化2# 线电缆中间头连接管相间短路故障是本次事故的主要原因。 故障点是中间头连接管的主绝缘击穿， 300 mm2铜电缆， 电缆粗， 连接管易受压变形， 在通过大电流时， 电缆绝缘层易受热老化， 且电缆直埋， 散热效果差。 由于未按照规定的周期对高压电缆进行绝缘耐压试验， 导致电缆绝缘性能降低未能及时发现， 最终发生电缆接地短路事故。 图1 为电缆中间头发热导致绝缘老化发生接地短路。

图1 电缆中间头发热导致绝缘老化发生接地短路

1.1.2 因高压电机绝缘损坏造成的停机事故

2022 年， 某公司电力调度通知降压站供电侧有接地现象， 要求岗位人员进行排除检查， 现场操作人员把3# 高压线退出， 并倒用2# 高压线， 发现接地现象转移至2# 高压线。 判断此次接地可能是因现场高压设备故障引起， 随即对现场高压泵进行检查， 通过对现场设备进行检查分析， 现场2# 高压泵电机有接地现象。 电机解体检查发现： 定子绕组槽绝缘损坏， 造成接地故障。 图2 为局部过热导致高压泵电机故障和故障部位。

图2 局部过热导致高压泵电机故障和故障部位

此次故障的原因是由于没有严格落实设备的点检定修制度， 对现场高压设备没有进行定期维修、检查， 因高压电机定子温度相应测温元件损坏， 导致其未及时反馈高压设备的温升情况， 造成了此次事故的发生。

1.1.3 未严格执行《 电业安全工作规程》 和“ 两票” 制度造成的线路失电

2020 年， 某公司停产进行系统检修， 检修负责人在办理完第一种工作票后， 按照工作票的技术措施逐一对10 kV 高压设备进行安全措施的落实工作。 随后通知工作班组人员进行10 kV 高压设备检查吹扫作业。 作业完毕后， 该作业项目的检修负责人在没有确认现场高压设备个人保安线是否拆除的情况下， 签字送电， 造成高压柜速断保护动作， 变电所运行人员未确认现场情况再次送电， 造成电网波动， 事故扩大， 所幸未造成人员伤亡。 图3 为变压器清扫作业中在变压器二次侧装设个人保安线。

该模块可以实现对茶园的环境温湿度、光照强度、土壤含水量及温度的采集，并通过GPRS把采集到的信息实时发送回监控中心。根据茶园信息采集的需求，选择AM2303数字温、湿度传感器检测大气温、湿度，采用数字光强度模块BH1750FVI对光照强度进行检测；选择PH-TW土壤温度传感器采集土壤温度，选择SWR2型土壤水分传感器采集土壤水分含量，以上两个模块都是模拟输出，需要外接一个ADC0832转换成数字信号，输入到单片机进行相应的运算处理。

图3 变压器清扫作业中在变压器二次侧装设个人保安线

此次故障的直接原因是检修负责人与变电所运行人员没有正确履行自己的岗位职责， 没有按照《 电业安全工作规程》 要求的内容全程监护高压检修作业并在工作结束后对检修部位进行检查确认。变电所运行人员在没有确认高压柜速断保护的原因情况下， 一味听从检修负责人要求， 再次送电导致电网波动事故扩大。 综上所述， 严格执行和落实《电业安全工作规程》 和“ 两票” 制度十分必要。

1.2 影响10 kV高压线路及设备稳定运行的因素

造成10 kV 配电线路故障的因素有很多， 主要包括以下3 种。 一是电缆及设备等自身因素， 包括高压电缆质量不良、 高压柜无五防、 高压柜断路器质量差等； 二是人为因素， 包括施工质量、 施工方式造成的隐性隐患对后期高压设备运行的影响等；三是自然因素， 包括恶劣天气环境下对高压设备和架空线路的影响[2]。

1.2.1 电缆及设备等自身因素

高压电缆及高压设备本身的质量好坏是导致10 kV 高压系统发生故障的原因之一。 有些企业为了节约成本， 采购价格低廉的高压电缆或高压柜。当投入运行后， 部分电缆会随着使用时间推移造成不同程度的绝缘老化， 如果该企业没有完善的管理制度， 对高压电缆失管， 会造成高压电缆击穿或者短路放炮的情况[3]。

1.2.2 人为因素

高压电缆在安装敷设线路的过程中受到长度的影响， 阻力变大， 在采用机械对电缆进行硬牵引过程中， 极易对电缆绝缘造成隐性伤害， 这种隐患在使用过程中随着时间推移， 慢慢变成了故障点。 由于10 kV 配电线路较长， 所以不可避免的会受到人类生产活动的影响。 例如， 部分企业未经审批违规在高压电缆周围使用吊车、 挖机等， 会不小心挖断电缆， 或者碰触到高空的高压电缆， 从而造成线路故障。 另外一个重要的人为因素是运行人员的工作不到位， 在日常巡检时没有做到认真负责， 导致出现隐患的线路没有及时发现并及时检修， 为线路安全运行埋下隐患。 同时， 如果检修人员的检修水平过低， 检修质量差， 也会引发10 kV 系统故障。

1.2.3 自然因素

鸟类搭巢、 高压设备运行地理环境、 天气自然环境等影响也会造成10 kV 系统发生故障。 鸟类在搭巢的过程中， 一般都会选择一些联络线较为密集的区域或桥架内部， 极易引发配电线路短路， 从而引发高压柜跳闸。 极端天气等自然因素的影响也是造成10 kV 配电线路故障的重要原因， 在恶劣天气下， 极易发生配电线路故障。 例如雷击、 覆冰、 大风等， 雷击会引发跳闸和线路短路， 覆冰会损害到配电线路甚至造成线路断线， 如果遇到大风等恶劣天气， 一些接地物， 例如树枝等会触碰到电线， 从而与大地形成通路造成接地故障。 同时， 机械外力对埋在地下的高压电缆也会造成不同程度的伤害，埋在地下的高压电缆会受到环境的变化在地下受到外力作用发生绝缘损坏， 从而引发短路事故。 为了节约成本， 需要通过仪器对绝缘损坏的地下电缆进行放电试验来确认故障点的位置， 找到对地放电的故障点后需对故障点制作电缆中间接头来恢复其功能。 某些企业在处理高压电缆中间接头过程中， 没有对高压电缆中间接头质量进行把控， 随着长期土壤湿度的影响， 接头部位容易产生微弱局放现象，长期碳化后导致绝缘性能降低， 再次发生电缆接地故障。

2 10 kV 高压线路及设备故障防范措施

2.1 针对10 kV系统制定完善的管理制度

1） 电气系统作业， 必须严格执行《 电业安全工作规程》 和“ 两票” 制度， 强化管理人员对岗位“ 两票” 作业的过程监督， 确保“ 两票” 作业各项动作有效落实， 保证电力系统安全稳定运行。

2） 建立10 kV 运行人员的24 h 巡查制度， 每2 h进行一次巡查作业， 并细化高压柜、 母联柜、 PT柜等高压设备及电缆竖井的点检标准， 确保10 kV 供电系统状态受控。

3） 制定缺陷消除跟踪制度， 实现10 kV 供电系统隐患早发现早处理， 把小隐患灭杀在萌芽状态， 提高10 kV 供电系统的健康水平， 确保10 kV 供电系统稳定运行。

4） 建立10 kV 高压电缆和高压柜的耐压预试台账， 根据设备的重要程度及有无备用等现场实际情况阶梯进行耐压预试， 并科学安排周期， 确保10 kV高压设备在预示周期内运行。

5） 强化检修质量， 制定检修作业标准， 落实检修责任， 检修负责人在检修完毕后， 经专业技术人员验收后方可投入使用， 确保检修质量可控。

6） 组织变电所运行管理人员进行必要的技能培训， 提升运行人员的综合素质和专业技能， 同时制定切实可行的考核奖惩制度， 提升职工岗位操作技能， 保证各类操作安全受控。

2.2 针对环境变化导致的10 kV 系统故障采取的防范措施

2.2.1 针对恶劣天气影响10 kV 系统的防范措施

为了尽可能减少恶劣天气对于配电设施的影响， 相关部门可从以下3 个方面进行预防。 首先，提高室外绝缘子的耐雷击水平， 可以采用耐张点的悬式绝缘子， 此类绝缘子很少在雷雨天气被击中，能够保证配电设施的安全[4]。 其次， 就是要安装线路避雷器， 在10 kV 的输电端口配置金属氧化物的避雷器、 在线路较长的地方安装金属氧化物避雷器以及在变压器的高低压侧安装金属氧化物的避雷器， 能够有效避免被击中的概率， 保证输电线路的安全。 最后， 就是在线路周围安装穿刺型金具， 能够提升高温耐受能力， 运行安全， 值得推广。

2.2.2 针对人为因素导致10 kV 系统故障防范措施

通过完善专业管理内容， 制定切实可行的考核激励制度和10 kV 高压系统设备管理制度， 确保10 kV 高压设备运行受管受控， 从而可以避免因外部施工、 巡检不到位、 施工质量低、 检修质量差等其他因素导致的10 kV 高压设备故障。

3 结束语

综上所述， 本文对10 kV 高压线路和设备常见故障原因进行了分析， 并提出了相应的预防措施。在企业日常生产经营中， 10 kV 高压系统在运行过程时不可避免的会出现一些故障， 主要通过制定切实可行、 科学合理的管理制度来防范故障的发生。通过提升专业技术人员和管理人员的管理水平， 使运行人员标准化作业并形成体系， 才能在各个方面减少10 kV 高压系统故障发生的概率， 最大限度满足企业的用电需求， 保障高压设备的安全运行， 实现企业经济效益最大化。